• Teoria-definicje

Twardością wody nazywa się właściwości wody, wynikajace z obecości w niej jonów wapnia i magnezu oraz innych metali wielowartościowych. Twardości wodzi nadają głównie jony wapnia i magnezu.

• Twardość niewęglanowa, zwana też trwałą to rodzaj twardości wody, która jest wywoływana głównie przez sole wapnia i magnezu. Najczęściej są to siarczany dające trudny do usunięcia kamień gipsowy (np. CaSO₄) oraz chlorki. Sole te mogą być naturalnie obecne w wodzie jak i powstawać wtórnie, np. w trakcie jej gotowania.

• Twardość węglanowa (przemijająca) - rodzaj twardości wody, która jest wywoływana głównie przez wodorowęglany: wapniowy Ca(HCO₃)₂ oraz magnezowy Mg(HCO₃)₂. Związki te przy ogrzewaniu wody rozkładają się do nierozpuszczalnych węglanów tworzących kamień kotłowniczy.

Ca(HCO₃)₂ → CaCO₃ + CO₂ + H₂O

Mg(HCO₃)₂ → MgCO₃ + CO₂ + H₂O

Ze względu na łatwość usunięcia tego typu twardości (wystarczy tylko przegotowanie wody), nazywa się ją twardością przemijającą. Sam kamień kotłowniczy składający się tylko ze strąconych węglanów jest łatwy do usunięcia.

Analiza miareczkowa jest metodą ilościowego oznaczania substancji. Polega ona na stopniowym dodawaniu roztworu mianowanego do roztworu oznaczonej substancji.

Roztwór mianowany - titrant jest roztworem odczynnika o znanym dokładnie stężeniu molowym lub mianie.

Punkt równoważnikowy jest momentem, w którym cały związek oznaczony przereagował z titrantem, a zmierzona w tym punkcie objętość zużytego roztworu umożliwia obliczenie zawartości oznaczonej substancji. Rozpoznanie tego punktu odbywa się w zasadzie, wyniku obserwacji optycznych . Zazwyczaj do roztworu miareczkowanego dodaje się tzw. wskaźnik, dzięki któremu zakończenie reakcji jest akcentowane zmianą barwy. Moment zmiany barwy wskaźnika nazywamy punktem końcowym miareczkowania i powinien być zgodny z punktem równoważnikowym. W praktyce jest obserwowana pewna różnica, zwana błędem miareczkowania.

Ważnymi zaletami metod miareczkowania są:

• Duża szybkość oznaczeń

• Możliwość zastosowania wielu typów reakcji

Metody miareczkowania:

• Klasyfikacja według sposobu miareczkowania

• Bezpośrednia - titrant reaguje z oznaczoną substancją szybko

i stechiometrycznie

• Pośrednia - do reakcji jest potrzebna trzecia substancja, która

reaguje z oznaczoną substancją, tworząc produkt

reagujący z titrantem

• Odwrotne - do roztworu miareczkowanego dodaje się

określoną ilość titranta w nadmiarze. Po

skończeniu tej reakcji nadmiar titranta

odmiareczkowuje się odpowiednim

roztworem mianowanym.

• Klasyfikacja według typu zachodzącej reakcji chemicznej

• Alkacymetria - oparta na reakcjach kwas- zasada

• Kompleksometria - oparta na reakcjach tworzenia trwałych

łatwo rozpuszczalnych związków

kompleksowych

• Redoksymetria - oparta na reakcjach utleniania -redukcji

• Precypitometria - oparta na reakcjach dających związki

trudno rozpuszczalne

Krzywe miareczkowania

Krzywe miareczkowania Miareczkowanie mocnego kwasu mocną zasadą

Krzywe miareczkowania Miareczkowanie słabego kwasu mocną zasadą

Krzywe miareczkowania Miareczkowanie słabych zasad mocnym kwasem

Krzywe miareczkowania Miareczkowanie słabego kwasu słabą zasadą

• Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest zbadanie twardości wodywyrażonej w stopniach niemieckich oraz w molach/dm³. W Cwiczeniu tym użyjemy wody z wodociągów w Biskupicach oraz wody z osuszacza powietrza.

• Wykonanie ćwiczenia

1. Sprzęt i odczynniki:

• Biureta - 50[cm³]

• Cylinder miarowy - 100cm³

• Erlenmajerka - 250[cm³] - 2szt.

• Oranż metylowy

• 0,1 mol/dm³ Kwas chlorowodorowy

1. Wykonanie doświadczenia:

Przygotować 500cm3 badanej wody. 100 cm3 badanej wody odpipetować do erlenmajerki o pojemności 250 cm3, dodać 2-5 kropli oranżu metylowego i miareczkować kwasem chlorowodorowym o stęzeniu 0,1 mol/dm3 aż do zmiany barwy wskaźnika z żułtej na pomarańczowo-cebulkową. Powtórzyć miareczkowanie, aż o uzyskania powtarzalnych wyników (3-4 miareczkowania)Obliczyć twardość węglanową.

• Wyniki pomiarów i obliczenia

Woda z wodociągu w Biskupicach

Miareczkowanie 1 → 3,2 cm3 HCl

Miareczkowanie 2 → 3,2 cm3 HCl

Miareczkowanie 3 → 3,2 cm3 HCl

Miareczkowanie 4 → 3,2 cm3 HCl

Miareczkowanie 5 → 3,2 cm3 HCl

Średnia miareczkowania →3,2 cm3 HCl

Woda z osuszacza powietrza

Miareczkowanie 1 → 1,1 cm3 HCl

Miareczkowanie 2 → 1,1 cm3 HCl

Miareczkowanie 3 → 1,2 cm3 HCl

Miareczkowanie 4 → 1,1 cm3 HCl

Miareczkowanie 5 → 1,1 cm3 HCl

Średnia miareczkowania → 1,12 cm3 HCl

1. Obliczenia twardości węglanowej

1. Twardość węglanowa w stopniach niemieckich

_{Tw= 28*V Hcl* Cm}

_...

_...

_...

2. _{Twardość węglanowa w molach/dm3}

Tw= V hcl * Cm*10*0,5

...

...

...

2. Obliczanie niepewności standardowych

• Niepewność wzorcowania przyjmujemy jako wartość równą 1 działce Biurety
  =1ml

• Niepewność eksperymentatora
  = 0,2ml

• Niepewność standardowa zgodnie z wzorem wynosi

U_x
=
0,59 [ml]

• Niepewność względną wyliczamy z wzoru

U_r =
* 100% =
3%

• Wnioski ???

Napisać Reakcje zachodzące podaczas miareczkowania????




- 5 -

---